Question

【题目】马日夫盐[Mn(H2PO4)2·H2O]主要用作磷化剂。以软锰矿(主要成分为MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2)为原料制备马日夫盐的主要工艺流程如图：

(1)按照无机物命名规律，马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]的化学名称为______。在反应中，Mn2+若再失去一个电子比Fe2+再失去一个电子难，从原子结构解释其原因_______。

(2)“浸锰”过程中主要反应的离子方程式为_______。滤渣X主要成分为_________。检验“沉锰”已完成的实验操作及现象是_________。步骤五产生马日夫盐晶体的化学方程式为_________。

(3)Fe3+的萃取率与溶液的pH和接触时间之间的关系如图，据此分析，萃取的最佳条件为__________。

(4)马日夫盐作防锈磷化剂的原因是利用其较强的酸性以及在防锈处理过程中生成了具有保护作用的FeHPO4，马日夫盐显酸性的主要原因是__________(用相关化学用语回答)。

Answer 1

【答案】二水合磷酸二氢锰 Mn2+外围电子为3d5的半充满稳定状态，而Fe2+外围电子为3d6 ，可失去一个电子变为3d5的半充满稳定状态 2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2=+Mn2+ Al(OH)3 在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成则说明沉锰已经完成 MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)2·2H2O+CO2↑ pH=1.7下萃取60 min

【解析】

软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量的FeO、Al2O3和SiO2)用稀硫酸浸取，MnO2、FeO、Al2O3被溶解，同时MnO2“氧化”Fe2+，剩余的二氧化锰被通入的二氧化硫还原，反应为2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+，SiO2不溶，过滤，滤渣为SiO2，滤液含有：Mn2+、Fe3+、Al3+，加入有机萃取剂，除去Fe3+，调节水层的pH除去Al3+，滤渣X为Al(OH)3，滤液主要含有硫酸锰，加入碳酸钠溶液沉锰，得到碳酸锰，碳酸锰与磷酸反应，净化得到Mn(H2PO4)22H2O，据此分析解答。

(1)马日夫盐[Mn(H2PO4)22H2O的化学名称为二水合磷酸二氢锰；Mn2+外围电子为3d5的半充满稳定状态，而Fe2+外围电子为3d6 ，可失去一个电子变为3d5的半充满稳定状态，因此Mn2+若再失去一个电子比Fe2+再失去一个电子难，故答案为：二水合磷酸二氢锰；Mn2+外围电子为3d5的半充满稳定状态，而Fe2+外围电子为3d6 ，可失去一个电子变为3d5的半充满稳定状态；

(2)“浸锰”过程中，二氧化锰将亚铁离子氧化生成铁离子，多余的二氧化锰被二氧化硫还原为锰离子，反应的离子方程式为2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+。滤渣X主要成分为Al(OH)3。“沉锰”过程中加入碳酸钠与硫酸锰反应生成碳酸锰沉淀，检验“沉锰”已完成的实验操作及现象是在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成则说明沉锰已经完成。步骤五产生马日夫盐晶体的化学反应方程式为H2O+MnCO3+2H3PO4=Mn(H2PO4)22H2O+CO2↑，故答案为：2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O、SO2+MnO2= SO42-+Mn2+；Al(OH)3；在上层清液中继续滴加Na2CO3溶液，若无沉淀生成则说明沉锰已经完成；MnCO3+2H3PO4+H2O=Mn(H2PO4)2·2H2O+CO2↑；

(3)由Fe3+的萃取率与溶液的pH和接触时间之间的关系图，可知萃取的最佳条件为pH=1.7下萃取60min，萃取率最大，故答案为：pH=1.7下萃取60min；

(4)马日夫盐水解显酸性主要是磷酸二氢根离子能够电离，电离方程式为H2PO4-H++HPO42-，故答案为：H2PO4-H++HPO42-。